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教學與研究

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研究實驗室
領域原子分子 / 固態物理
實驗室名稱原子解析顯微術實驗室
分機電話6015
位置理學院大樓1樓A103
主持人傅祖怡
設備掃描穿隧顯微儀(Scanning Tunneling Miscroscopy;STM)

一、簡介:
掃描穿隧顯微儀(Scanning Tunneling Miscroscopy;STM)
是一種應用於『磊晶成長』、『表面原子動態』、『單原子/單分子操縱』、『奈米結構研究』等領域威力相當強大的工具。在我們實驗室中,將掃描穿隧顯微儀的優勢應用於觀察金屬與半導體在奈米尺度下的原子或粒子行為。

二、實驗原理:
1.穿隧效應 (Quantum Tunneling theory)
2.侷域電子態密度(Local Density of tate;LDOS):STM可以去探測表面結構的主要原因。
3.STM取像方法一般分成三種:
(1)定電流法(Constant-current mode)
(2)定高度法(Constant-height mode)
(3)穿隧電流影像能譜(Current imaging tunneling spectroscopy;CITS)
4. 壓力對樣品表面與實驗結果的影響
5. 利用歐傑電子能譜儀(AES)訊號來計算鋪覆薄膜的層數

場離子顯微鏡(Field Ion Microscopy,FIM)
一、簡介:
在表面技術當中,場離子顯微鏡(Field Ion Microscopy,FIM)是第一個具有原子解析度的顯微術。
藉由尖銳樣品達成的大電場,使成像氣體游離後在螢光屏上顯現真實空間的原子影像,並且具有下列幾項優點:
(1)利用低溫的場蒸發(field evaporation) 7過程,得到一個乾淨、 接近完美的樣品表面;並且利用場蒸發的技術,可以深入樣品內部探測晶體的結構及晶格的缺陷。
(2)在同一個樣品表面的場離子影像中,同時具有不同切面的原子平台,可供研究。
(3)可控制的原子平台大小及蒸鍍原子數目,使我們可以清楚觀察吸附原子的運動以及在台階附近的邊界效應(boundary effect)。
(4)由於樣品溫度容易控制,能夠對吸附原子擴散運動的活化位障做定量的量測。
(5)在某些特定例子中,具有元素分析的功能,如離子飛行時間(time-of-flight)6的量測、異種原子場蒸發電壓的不同等等。
在金屬表面超薄膜成長的實驗中,利用場離子顯微鏡,我們不但可以一層一層地記錄下場離子的影像,
以此描繪出薄膜成長結構;同時,對於不同的原子過程可以做獨立性的量測,得到個別原子過程的能量,使我們能夠建立正確的成長模型
實驗原理
 (1)場離子化的原理
 (2)場蒸發和場退吸附的原理

(1)場離子化的原理:
針尖表面,當表面電場達到約幾個V/A時,表面突出原子會吸附一顆成像氣體,其餘成像氣體在表面一直做跳躍運動,當落在離子化圓盤內時,便可能丟失一個電子而成為離子

(2)場蒸發和場退吸附的原理:    
場離子化發生時,成像氣體與金屬表面的相對位置與能量的關係,電子能量必須大於金屬的費米能量。
若電子能量恰等於費米能量,此時成像氣體與金屬表面的距離為臨界距離。


研究方向<氫、氧誘發鎳表面金字塔型單原子針尖>

<鈀在鎢(211)表面一維通道上之長程交互作用>

<利用掃瞄探針顯微鏡探測鈷鎳及鈷鎳複合奈米粒子>

<鈷在鉑上形成超尖磁性奈米針尖之硏究>
學生博士班 林俊良 cllin@phys.sinica.edu.tw
博士班 黃筱嵐 sonia06202002@hotmail.com
博士班 林榮君 tiandream@hotmail.com
碩士班 洪萱臻 proustidoncjesuis@gmail.com
碩士班 陳藝丰 rurutwind@ntnu.edu.tw
碩士班 李育賢 joelee@ms58.url.com.tw
碩士班 趙智豪 iverson75517@hotmail.com
碩士班 賴昱呈 nerveva1102@hotmail.com
碩士班 張國偉 umdm@hotmail.com
碩士班 白家瑞 garypai0522@hotmail.com
碩士班 陳怡如 Nicky.happy@yahoo.com.tw
碩士班 徐仲俞 stella is here@hotmail.com

歷年研究論文:
2009
<氫、氧誘發鎳表面金字塔型單原子針尖>戴鵬哲

<鈀在鎢(211)表面一維通道上之長程交互作用> 王麒鈞

<利用掃瞄探針顯微鏡探測鈷鎳及鈷鎳複合奈米粒子>許靜淑

<鈷在鉑上形成超尖磁性奈米針尖之硏究>江佳倫

2008
<不同鈷原子層在銀/鍺(111) : √3x√3表面之硏究>陳俊榮

<鉑或銥原子團在鉑表面之擴散硏究>林榮君

<覆鈀鉭針之皺化結構硏究>侯勁龍

<鉑或銥原子團在鉑表面之擴散硏究>高玉娟

2007
<鈷和銀原子於不同的銀/矽(111)表面上成長行為研究> 張躍獻

<氧氣誘發銥(210)面皺化現象 : 金字塔結構銥單原子針的製備條件分析> 黃穎祥

<利用掃描探針顯微鏡探測二氧化鈦奈米粒子> 邱千鳳

2006
<鎢表面上單原子與原子團動態之硏究> 翁文記

2005
<二維鈷原子島在銀/鍺(111)┐3⊃┐3表面聚集與成長之硏究>林俊良

<覆銠、銥於鎢針上產生的皺化行為及其相關硏究> 林砡君

<奈米銀結構在鉛量子島上之自我有序成長與電性結構> 邱雅萍

<鈷在矽(111)-7⊃7與鈷在(┐3⊃┐3)-/矽(111)表面上隨溫度變化之行為硏究> 郭長祐

2004
<一維與二維擴散系統中的原子間交互作用之硏究> 吳德儀

<鈷在矽(111)7⊃7表面島形轉換之硏究> 張金群

<奈米碳管探針角度修整與在生物樣品掃描上的應用硏究> 吳美月

<鈷原子團在┐3 x ┐3-銀/矽(111)面上聚集分布的硏究> 高執貴

2003
<掃描穿隧顯微儀電壓脈衝誘發CO解離硏究>林毓瓊

<次單層鈷在矽(111)7⊃7重構表面上隨溫度變化之硏究>林敏華

<鈀和銥原子團在鎢(110)面上成長初期結構變化之硏究>王雅慧

<金屬-二維電子氣間蕭特基接面之電子傳輸特性>巫英賓

<單原子尖度金字塔形鎢針的結構與應用之硏究>吳俊毅

<次單層鈷在鍺(111)表面上隨溫度變化之硏究>陳文琛

<鈀原子在鉬及鈀針原子平台上擴散運動之硏究>吳東明

2002
<以場離子顯微鏡硏究鎢表面上鈀吸附原子間的交互作用>黃意茹

<覆鈀鎢針上成長金字塔結構及相關原子運動能障之硏究>鄭隆傑

<以鈀誘發在Mo(111)表面上非晶鉬的皺化(112)面的大小與其厚度之關係>蔡嘉琪

圖片裝飾性圖片
參考連結http://www.phy.ntnu.edu.tw/departinfo/faculty/professor/phtifu/interent/enter.html
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單位簡介

本系的重點研究領域包括:凝態物理、光電與奈米科學、高能與粒子物理、軟凝態物理與生物物理、原分子光學物理、及物理科學教育等。本系前身為臺灣省立師範學院理化系物理組,成立於民國三十五年(1946年)本校創校之始。民國五十一年(1962年)本系獨立成系,民國六十三年(1974年)成立物理研究所碩士班,民國八十年(1991年)成立研究所博士班。長久以來,本系肩負著培育臺灣中等學校物理科師資的重任,但也不忘在物理學術研究上求新求進步。至今本系培育出的學術人才已有一位中研院院士及近百位中研院研究員及大學教授,各行各業的高科技人材更是不勝枚舉。民國八十三年師資培育法改制後,本系已升級為尖端學術研究、科技應用研發、及中學師資培育三者齊備的系所。

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